مدل تحليلي عمق آبشستگي تحت‌فشار با استفاده از خصوصيات جت آشفته

چكيده فارسي :

چكيده در اين پاياننامه با بهرهگيري از تئوري جت مدلي تحليلي براي محاسبهي حداكثر عمق آبشستگي در شرايط رژيم مستغرق تحتفشار در زير پلها ارائه شده است اين پاياننامه بهطور كلي به دو بخش تقسيم شده است در بخش اول مدل تحليلي تنها با درنظر گرفتن انسداد ايجاد شده توسط عرشهي پل توسعه داده شده است با درنظر گرفتن حفره ي آبشستگي ايجاد شده در زير عرشه بهعنوان حجم كنترل معادالت اندازهحركت حاكم بر آن بررسي شد براي اينكار از مدل تحليلي هافمنز 9002 كه آبشستگي جت در سيال ساكن را بررسي كرده است استفاده شد جريان زير عرشه مشابه جريان جت شبيهسازي شد و براي محاسبهي سرعت موجود در معادلهي تنش برشي از معادله ي سرعت جت در نزديكي بستر استفاده شد با جايگذاري اين سرعت در معادلهي تنش برشي و بررسي ساير نيروهاي وارده شده به حجم كنترل معادلهي اندازهحركت در راستاي عمودي نوشته شد با استفاده از دادههاي آزمايشگاهي موجود و مقايسهي معادالت تنش برشي بستر و تنش برشي بحراني معادلهاي براي ضريب تصحيح بهدست آمد با جايگذاري اين ضريب در معادلهي اندازهحركت معادلهي چند جملهاي براي محاسبهي عمق آبشستگي حاصل شد با حل اين معادله توسط نرمافزار متمتيكا عمق آبشستگي بهدست آمد در بخش دوم اثر وجود پايه ي پل بر روي آبشستگي تحت فشار بررسي شد باتوجه به اثر ايجاد شده توسط پايه بر روي جريان در حفرهي آبشستگي و جريان باالدست معادالتي براي محاسبه ي سرعت در زير عرشه توسعه داده شد جريان جت در دوحالت جريان درحال توسعه و جريان توسعه يافته بررسي شد و براي هر يك از حالتها دو معادلهي متفاوت براي محاسبهي سرعت در مجاورت بستر بهدست آمد باتوجه به تغييرات بهوجود آمده ناشي از وجود پايه در حفرهي آبشستگي معادلهي اندازه حركت نوشته شد و دو معادلهي مجزا براي محاسبهي عمق آبشستگي بهدست آمد روند محاسبهي ضرايب اين معادالت مشابه بخش اول است همچنين رويكرد ديگري براي محاسبهي عمق آبشستگي با وجود پايه درنظر گرفته شد در اين رويكرد كليهي جريان در زير عرشه بهصورت يك جريان رو به پايين درنظر گرفته شد و معادلهي اندازهحركت در زير عرشه باتوجه به اين فرض نوشته شد در اين رويكرد تمامي اندازهحركت ورودي به صورت عمودي به حجم كنترل وارد شد براي محاسبهي ضريب اصطكاك موجود در معادلهي تنش برشي از رگرسيون دادههاي آزمايشگاهي استفاده شد در نهايت دادههاي بهدست آمده از معادالت ارائه شده با دادههاي آزمايشگاهي مقايسه شد در بخش آبشستگي تحتفشار عرشه 66 درصد از دادههاي محاسبه شده در محدودهي 33 و 55 درصد خطا نسبت به دادههاي آزمايشگاهي قرار داشت در آبشستگي تحتفشار پايهي پل در جريان درحالتوسعه 25 درصد و در جريان توسعهيافته 55 درصد دادهها در اين محدوده قرار داشت دادههاي بهدست آمده از هر سه معادلهي آبشستگي عرشه آبشستگي پايه در جريان درحال توسعه و جريان توسهيافته بهطور كلي روندي مشابه با دادههاي آزمايشگاهي را در مقايسه با تغييرات عدد فرود و فاصلهي زير عرشه از بستر اوليه نشان ميدهند در رويكرد دوم آبشستگي تحتفشار پايهي پل بهدليل عدم تطابق ضرايب بهدست آمده و مقادير آزمايشگاهي ضريب اصطكاك رابطهي عمق آبشستگي بهدست آمده مناسب نبود كلمات كليدي آبشستگي تحتفشار رژيم مستغرق جريان جت استغراق عرشه پايهي پل معادالت اندازهحركت

بيتازاده، فرناز

مدل تحليلي عمق آبشستگي تحت‌فشار با استفاده از خصوصيات جت آشفته

آبشستگي تحت‌فشار , رژيم مستغرق , جريان جت , استغراق عرشه , پايه‌ي پل , معادلات اندازه‌حركت